Modeling the effect of small gaps in surface-enhanced Raman spectroscopy

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 116, Issue 2, 2012, Pages 1627-1637

  McMahon, Jeffrey M ^a   Li, Shuzhou ^a   Ausman, Logan K ^a   Schatz, George C ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DIELECTRIC FUNCTIONS; ELECTROMAGNETIC MECHANISM; ELECTROMAGNETIC THEORIES; ENHANCEMENT FACTOR; EXCITATION SPECTRUM; GAP SIZE; GRID-BASED METHODS; HOT SPOT; NANOPARTICLE STRUCTURES; NONLOCAL; PARTICLE STRUCTURE; PLASMON RESONANCES; PLASMON WAVELENGTH; SCATTERING SPECTRA; SERS ENHANCEMENT; SMALL GAPS; SURFACE ENHANCED RAMAN SPECTROSCOPY;

ELECTRIC FIELDS; ELECTROMAGNETISM; NANOPARTICLES; PLASMONS; RAMAN SCATTERING; RAMAN SPECTROSCOPY; SURFACES;

SILVER;

EID: 84862908043     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp207661y     Document Type: Article

References (58)

1. Jeanmaire, D. L.; Van Duyne, R. P. J. Electroanal. Chem. 1977, 84, 1-20
2. Fleischmann, M.; Hendra, P. J.; McQuillian, A. J. Chem. Phys. Lett. 1974, 26, 163-166
3. Albrecht, M. G.; Creighton, J. A. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 5215-5217
4. McCreery, R. L. Raman Spectroscopy for Chemical Analysis; Wiley-Interscience: New York, 2000; Vol. 157.
5. Golightly, R. S.; Doering, W. E.; Natan, M. J. ACS Nano 2009, 3, 2859-2869
6. Jain, P. K.; Huang, X. H.; El-Sayed, I. H.; El-Sayed, M. A. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1578-1586
7. Camden, J. P.; Dieringer, J. A.; Zhao, J.; Van Duyne, R. P. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1653-1661
8. Bell, S. E. J.; Sirimuthu, N. M. S. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1012-1024
9. Porter, M. D.; Lipert, R. J.; Siperko, L. M.; Wang, G.; Narayanana, R. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1001-1011
10. Wu, D. Y.; Li, J. F.; Ren, B.; Tian, Z. Q. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1025-1041
11. Kneipp, J.; Kneipp, H.; Kneipp, K. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1052-1060
12. McNay, G.; Eustace, D.; Smith, W. E.; Faulds, K.; Graham, D. Appl. Spectrosc. 2011, 65, 825-837
13. Henry, A. I.; Bingham, J. M.; Ringe, E.; Marks, L. D.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 9291-9305
14. Metiu, H.; Das, P. Annu. Rev. Phys. Chem. 1984, 35, 507-536
15. Schatz, G. C. Acc. Chem. Res. 1984, 17, 370-376
16. Moskovits, M. Rev. Mod. Phys. 1985, 57, 783-826
17. Morton, S. M.; Silverstein, D. W.; Jensen, L. Chem. Rev. 2011, 111, 3962-3994
18. Lombardi, J. R.; Birke, R. L. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 734-742
19. Zhao, J.; Pinchuk, A. O.; McMahon, J. M.; Li, S.; Ausman, L. K.; Atkinson, A. L.; Schatz, G. C. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1710-1720
20. Jensen, L.; Aikens, C. M.; Schatz, G. C. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1061-1073
21. Tong, L. M.; Zhu, T.; Liu, Z. F. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 1296-1304
22. Halas, N. J.; Lal, S.; Chang, W. S.; Link, S.; Nordlander, P. Chem. Rev. 2011, 111, 3913-3961
23. Kerker, M.; Wang, D.-S.; Chew, H. Appl. Opt. 1980, 19, 4159-4174
24. Yang, W. H.; Schatz, G. C. J. Chem. Phys. 1992, 97, 3831-3845
25. Lombardi, J. R.; Birke, R. L. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5605-5617
26. Morton, S. M.; Jensen, L. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4090-4098
27. Arenas, J. F.; Tocon, I. L.; Otero, J. C.; Marcos, J. I. J. Phys. Chem. 1996, 100, 9254-9261
28. McMahon, J. M.; Henry, A. I.; Wustholz, K. L.; Natan, M. J.; Freeman, R. G.; Van Duyne, R. P.; Schatz, G. C. Anal. Bioanal. Chem. 2009, 394, 1819-1825
29. Aravind, P. K.; Nitzan, A.; Metiu, H. Surf. Sci. 1981, 110, 189-204
30. Liver, N.; Nitzan, A.; Gersten, J. I. Chem. Phys. Lett. 1984, 111, 449-454
31. Fang, Y.; Seong, N.-H.; Dlott, D. D. Science 2008, 321, 388-392
32. Li, S.; Pedano, M. L.; Chang, S. H.; Mirkin, C. A.; Schatz, G. C. Nano Lett. 2010, 10, 1722-1727
33. Kneipp, K.; Wang, W.; Kneipp, H.; Perelman, L. T.; Itzkan, I.; Dasari, R. R.; Feld, M. S. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1667-1670
34. Nie, S. M.; Emory, S. R. Science 1997, 275, 1102-1106
35. Michaels, A. M.; Nirmal, M.; Brus, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9932-9939
36. Camden, J. P.; Dieringer, J. A.; Wang, Y. M.; Masiello, D. J.; Marks, L. D.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12616-12617
37. Dieringer, J. A.; Wustholz, K. L.; Masiello, D. J.; Camden, J. P.; Kleinman, S. L.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 849-854
38. Kleinman, S. L.; Ringe, E.; Valley, N.; Wustholz, K. L.; Phillips, E.; Scheidt, K. A.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4115-4122
39. Wustholz, K. L.; Henry, A.-I.; McMahon, J. M.; Freeman, R. G.; Valley, N.; Piotti, M. E.; Natan, M. J.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10903-10910
40. McMahon, J. M.; Gray, S. K.; Schatz, G. C. Phys. Rev. B 2011, 83, 115428
41. Qin, L. D.; Zou, S. L.; Xue, C.; Atkinson, A.; Schatz, G. C.; Mirkin, C. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 13300-13303
42. Pedano, M. L.; Li, S.; Schatz, G. C.; Mirkin, C. A. Angew. Chem. 2010, 49, 78-82
43. Barnard, E. S.; White, J. S.; Chandran, A.; Brongersma, M. L. Opt. Express 2008, 16, 16529-16537
44. Zhao, L. L.; Zou, S. L.; Hao, E.; Schatz, G. C. Electrodynamics in Computational Chemistry. In Theory and applications of computational chemistry: the first 40 years; Dykstra, C. E.; Frenking, G.; Kim, K. S.; Scuseria, G., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2005; pp 47-66.
45. Zhao, J.; Pinchuk, A. O.; McMahon, J. M.; Li, S.; Ausman, L. K.; Atkinson, A. L.; Schatz, G. C. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1710-1720
46. Kelly, K. L.; Coronado, E.; Zhao, L. L.; Schatz, G. C. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 668-677
47. Draine, B. T.; Flatau, P. J. J. Opt. Soc. A 1994, 11, 1491-1499
48. Draine, B. T.; Flatau, P. J. User Guide for the Discrete Dipole Approximation Code DDSCAT 6.1; http://arxiv.org/abs/astro-ph/0409262v2, 2004.
49. Hao, E.; Schatz, G. C. J. Chem. Phys. 2004, 120, 357-366
50. McFarland, A. D.; Young, M. A.; Dieringer, J. A.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11279-11285
51. Bravo-Abad, J.; Martin-Moreno, L.; García-Vidal, F. J. Phys. Rev. E 2004, 69, 026601
52. McMahon, J. M.; Gray, S. K.; Schatz, G. C. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 097403
53. Peng, S.; McMahon, J. M.; Schatz, G. C.; Gray, S. K.; Sun, Y. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 14530-14534
54. Ausman, L. K.; Schatz, G. C. J. Chem. Phys. 2009, 131, 084708
55. Boardman, A. D. Hydrodynamic theory of plasmon-polaritons on plane surfaces. In Electromagnetic Surface Modes; Boardman, A. D., Ed.; Wiley: New York, 1982; p 1 - 76.
56. Raza, S.; Toscano, G.; Jauho, A. P.; Wubs, M.; Mortensen, N. A. Phys. Rev. B 2011, 84, 121412
57. McMahon, J. M. Topics in Theoretical and Computational Nanoscience: From controlling light at the nanoscale to calculating quantum effects with classical electrodynamics; Springer: New York, 2011.
58. García de Abajo, F. J. Rev. Mod. Phys. 2010, 82, 209-275